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Die
Erfindung betrifft einen Mehrkammertank, insbesondere einen Zweikammertank,
für Kraftfahrzeuge.
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Es
ist bekannt, dass Dieselmotoren wahlweise mit Dieselkraftstoff oder
mit Pflanzenöl bzw. Pflanzenfett betrieben werden können.
Die Verwendung von Pflanzenöl bzw. Pflanzenfett bringt
neben Vorteilen für die Umwelt (unter anderem CO2-Reduktion) auch betriebswirtschaftliche
Vorteile (beispielsweise aufgrund stetig steigender Dieselpreise)
und volkswirtschaftliche Vorteile (zum Beispiel wegen geringerer
Abhängigkeit vom begrenzten Rohstoff Erdöl) mit sich.
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Problematisch
ist jedoch, dass viele der bereits vorhandenen Dieselmotoren nicht
einfach statt mit Diesel mit Pflanzenöl bzw. Pflanzenfett
betrieben werden können. Pflanzenöl hat den Nachteil,
dass es aufgrund seiner Eigenschaften, insbesondere seiner hohen
Viskosität, das heißt seiner Zähflüssigkeit, nicht
beim Starten eines kalten Dieselmotors verwendbar ist und auch der
Kaltlauf eines Dieselmotors mit Pflanzenöl nicht zufriedenstellend
möglich ist. Bereits vorhandene Dieselmotoren müssen
daher in geeigneter Weise für den Betrieb mit Pflanzenkraftstoffen
nachgerüstet werden.
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Aus
DE 198 23 335 A1 ist
bekannt, neben Pflanzenkraftstoff, der nur für einen Warmlaufbetrieb des
Motors eingesetzt wird, auch herkömmlichen Dieselkraftstoff
zu bevorraten, der dann beim Motorstart und während der
Kaltlaufphase eingesetzt wird. Zu gegebener Zeit wird zwischen beiden
Kraftstoffen hin und her geschaltet. Diese Lösung stellt
somit eine Zweitanklösung dar. Bereits vorhandene Kraftfahrzeuge
mit herkömmlichem Dieselmotor sind jedoch nur mit einem
Tank ausgerüstet. Beim Umrüsten dieser Kraftfahrzeuge
auf Pflanzenkraftstoffbetrieb ist daher nicht nur eine geeig nete
Kraftstoffzuführungseinrichtung, sondern auch ein zusätzlicher
Tank für den Pflanzenkraftstoff vorzusehen.
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Aus
DE 20 2006 014 975
U1 ist eine Dreitanklösung bekannt. Im Unterschied
zur vorgenannten Zweitanklösung ist hier ein weiterer zusätzlicher
Tank für ein Kraftstoffgemisch aus Dieselkraftstoff und Pflanzenkraftstoff
vorgesehen, d. h. beim Umrüsten von Kraftfahrzeugen auf
diese Lösung sind ergänzend zum vorhandenen Kraftstofftank
zwei zusätzliche Tanks erforderlich.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen für
die vorbeschriebene Dreitanklösung geeigneten Tank für
Kraftfahrzeuge vorzuschlagen. Dieser Tank soll mindestens zwei getrennte Tankräume
für die für die Dreitanklösung vorgesehenen
Kraftstoffe aufweisen. Ferner soll er für das Nachrüsten
von Kraftfahrzeugen geeignet sein, insbesondere soll er sich platzsparend
in vorhandenen Kraftfahrzeugen unterbringen lassen.
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Diese
Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch einen Mehrkammertank
mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte
Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den von Anspruch 1 abhängigen
Ansprüchen angegeben.
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Anspruch
1 sieht einen Mehrkammertank vor, umfassend ein Gehäuse
und mindestens zwei im Gehäuse fluidisch voneinander getrennte
Tankräume, dadurch gekennzeichnet, dass der Mehrkammertank
als Radmuldentank ausgebildet ist.
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Bei
der vorgeschlagenen Lösung handelt es sich um einen zum
nachträglichen Einbau geeigneten Mehrkammertank, das heißt
in einem Tankgehäuse sind mindestens zwei getrennte Tankräume vorgesehen.
Der erfindungsgemäße Mehrkammertank ist als Radmuldentank
ausgebildet. Als Radmulde wird eine im Fahrzeuginnenraum (meist
im Kofferraum) befindliche Aussparung der Karosserie bezeichnet,
die üblicherweise ein Reserverad und/oder verschiedene
Zubehörteile enthält. Um das bei einem Umrüstverfahren
für zusätzliche Kraftstofftanks benötigte
Raumvolumen zu erhalten, wird das Reserverad entfernt. Ein in die
nun verfügbare Aussparung einzubringender Kraftstofftank
wird als Radmuldentank bezeichnet.
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Ein
Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung gegenüber
dem Stand der Technik liegt darin, dass der erfindungsgemäße
Mehrkammertank weniger Raumvolumen innerhalb des Kraftfahrzeuges
benötigt als zwei separat eingebaute Tanks. Besonders vorteilhaft
ist die Ausbildung des Mehrkammertanks als Radmuldentank. Durch
den Einbau in die Radmulde wird Raumvolumen genutzt, das ohnehin
nicht für den Fahrkomfort zur Verfügung steht.
Im Idealfall wird das für den Transport von Gütern
vorgesehene Volumen des Kofferraums nicht oder kaum verringert. Die
Integration von mindestens zwei Tankräumen in einen Mehrkammertank
ist ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen
Lösung, durch den der Einbau- und Montageaufwand erheblich
verringert wird.
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Gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Gehäuse
zumindest abschnittsweise eine Außenform aufweist, die
zur Einbringung in die Radmulde eines Kraftfahrzeugs geeignet ist.
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Eine
weitere bevorzugte Weiterbildung sieht vor, dass das Gehäuse
zumindest abschnittsweise die Form und die Abmessungen einer Reserveradmulde
eines Kraftfahrzeugs aufweist.
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Beide
vorgenannten Weiterbildungen vereinfachen die Positionierung und
Montage des Tanks in der Radmulde und ermöglichen eine
möglichst effiziente Nutzung des zur Verfügung
stehenden Volumens der Radmulde.
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Zweckmäßigerweise
wird das Gehäuse derart ausgebildet, dass das von der Reserveradmulde zur
Verfügung gestellte Raumvolumen möglichst vollständig
ausgenützt wird. Da sich je nach Fahrzeugtyp Abweichungen
bezüglich der Form und der Abmessungen der Reserveradmulde
ergeben, ist eine solche Ausbildung des Gehäuses vorteilhaft,
die eine Anwendung bei möglichst vielen Fahrzeugtypen ermöglicht.
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Eine
besonders bevorzugte Weiterbildung sieht vor, dass das Gehäuse
zumindest abschnittsweise eine in einem Querschnitt kreisförmige
oder kreisbogenförmige Außenform aufweist. Dadurch lässt
sich das Volumen der im Regelfall ebenfalls im Querschnitt kreisförmigen
Reserveradmulde sehr effizient für den Tank nutzen. Ferner
fügt sich der Tank aufgrund der korrespondierenden Formen
exakt in die Radmulde.
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Eine
weitere zweckmäßige Variante der Erfindung sieht
vor, dass nur ein erster Abschnitt des Gehäuses radmuldenförmig
ausgebildet ist, wobei dieser erste Abschnitt an einen zweiten,
nicht radmuldenförmig ausgebildeten Abschnitt des Gehäuses angrenzt.
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Der
Vorteil dieser Variante liegt darin, dass der Mehrkammertank nicht
nur das Volumen der Radmulde nutzt, sondern sich auch im darüber
liegenden Bereich des Kofferraums erstreckt und dadurch größeres
Speichervolumen entsteht, das für die verschiedenen Kraftstoffarten
zur Verfügung steht. Außerdem können
so in vorteilhafter Weise Anschlussleitungen am Mehrkammertank angebracht werden,
die ein Anschließen des Mehrkammertanks an die Kraftstoffzuführungseinrichtung
des Fahrzeugmotors nach dem Einbringen des Mehrkammertanks in die
Radmulde ermöglichen.
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Eine
Weiterbildung der letztgenannten Variante der Erfindung sieht vor,
dass der zweite Abschnitt des Gehäuses eine größere
Querschnittsfläche als der erste Abschnitt des Gehäuses
aufweist. Durch eine derartige Gestaltung des Gehäuses
kann das Fassungsvermögen des Mehrkammertanks gesteigert
werden.
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Bevorzugt
ist der zweite Abschnitt des Gehäuses an seinem sich über
den ersten Abschnitt hinaus erstreckenden Teil an seiner dem ersten
Abschnitt zugewandten Seite eben oder flächig ausgebildet.
Alternativ oder additiv kann der sich über den ersten Abschnitt
hinaus erstreckende Teil des zweiten Abschnitts des Gehäuses
auch an seiner dem ersten Abschnitt abgewandten Seite eben oder
flächig ausgebildet sein.
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Diese
Varianten der Erfindung sind besonders vorteilhaft, weil einerseits
der sich über den ersten Abschnitt hinaus erstreckende
Teil des zweiten Abschnitts des Mehrkammertank-Gehäuses
mit seiner dem ersten Abschnitt zugewandten Seite auf der Bodenfläche
des Kofferraums plan aufliegt, was zu einer stabilen Positionierung
des Tanks insgesamt beiträgt, und andererseits die dem
ersten Abschnitt abgewandte Seite als ebene Fläche ausgeprägt
ist, die in günstiger Weise eine Ablagefläche
für Transportgüter bildet.
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Eine
weitere vorteilhafte Ausführung der Erfindung sieht vor,
dass die mindestens zwei Tankräume durch eine oder mehrere
Trennwände im Gehäuse fluidisch voneinander getrennt
sind.
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Besonders
vorteilhaft ist eine fluidische Trennung, wenn sie durch die Verwendung
von Trennwänden erfolgt, insbesondere von festen Trennwänden,
bevorzugt aus dem gleichen Material wie das Tankgehäuse.
Feste Trennwände tragen zur mechanischen Stabilität
des gesamten Tanks bei und sind einfacher zu fertigen und zu montieren
wie beispielsweise Membranen.
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Eine
bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass mindestens
ein Tankraum durch fluidisch durchlässige Trennwände,
insbesondere Lochwände, unterteilt ist. Der Vorteil einer
solchen Weiterbildung liegt darin, dass durch derartige Trennwände ein
Schwappen des Kraftstoffs im Tankraum verhindert wird, der Kraftstoff
sich jedoch dennoch aufgrund der Durchlässigkeit dieser
Trennwände im gesamten Tankraum verteilen kann. Dies erhöht
die Stabilität des Tanks insgesamt und verbessert die Fahreigenschaften
des Kraftfahrzeugs, da beispielsweise bei Bremsungen oder Kurvenlagen
keine durch ein Schwappen des Kraftstoffs entstehenden Kräfte
auf das Kraftfahrzeug wirken.
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Eine
besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass
mindestens eine durch zumindest einen Tankraum fluidisch geschlossen hindurchgehende
Kraftstoffleitung vorgesehen ist.
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Pflanzenöl
bzw. Pflanzenfett kann aufgrund seiner hohen Viskosität
nicht zum Starten eines kalten Dieselmotors oder für den
Kaltlauf eines Dieselmotors verwendet werden. Daher ist es notwendig, das
Pflanzenöl bzw. das Pflanzenfett vor der Zuführung
zur Einspritzanlage vorzuerwärmen. Bei der vorgeschlagenen
erfindungsgemäßen Weiterbildung wird heißer,
von der Einspritzpumpe zurückfließender Kraftstoff
durch die Kraftstoffleitung hindurchgeleitet. Dadurch fungiert diese
Leitung als Wärmetauscher und erwärmt den im Tankraum
befindlichen Kraftstoff.
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Die
Erfindung wird nachstehend auch hinsichtlich weiterer Merkmale und
Vorteile anhand der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
und unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert.
Dabei zeigen
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1 ein
Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Mehrkammertanks in einer dreidimensionalen Ansicht von oben in geschlossenem Zustand,
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2 den
Mehrkammertank gemäß 1 in einer
dreidimensionalen Ansicht von oben bei abgenommenem Gehäusedeckel,
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3 den
Mehrkammertank gemäß 1 in einer
dreidimensionalen Ansicht von unten, und
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4 den
Mehrkammertank gemäß 1 in einer
Draufsicht bei abgenommenem Gehäusedeckel.
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1 bis 4 zeigen
ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Mehrkammertanks 1 in verschiedenen Ansichten. In 1 ist
das Gehäuse zu erkennen, das einen Gehäusedeckel 2 umfasst,
welcher auf einem Gehäusekörper 3 aufliegt. An
einer seitlichen Außenwand des Gehäusekörpers 3 befinden
sich ein Befüllstutzen 4 sowie ein Anschluss 5 für
eine Kraftstoffleitung 14 (siehe 4).
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Die
in 2 gezeigte Ansicht entspricht derjenigen aus 1 nach
Wegnahme des Gehäusedeckels 2. Der dadurch sichtbare
Gehäuseinnenraum weist einen größeren
Tankraum 7 und einen kleineren Tankraum 8 auf,
die von einer fluidisch nicht durchlässigen, festen Trennwand 9 gegeneinander abgetrennt
sind. Bei dem dargestellten Mehrkammertank 1 handelt es
sich somit um einen Zweikammertank. Den beiden Tankräumen 7, 8 sind
im Gehäusedeckel 2 zwei getrennte Befüllöffnungen 19, 20 zugeordnet
(siehe 1), über die Kraftstoff direkt in den
jeweiligen Tankraum 7, 8 eingefüllt werden
kann.
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Zusätzlich
sind im Inneren des Gehäusekörpers 3,
und zwar im größeren Tankraum 7, mehrere fluidisch
durchlässige Trennwände 10 angebracht. Hierzu
sind diese Trennwände 10 als Lochwände ausgebildet,
wodurch ein problemloser Durchtritt von Kraftstoff und damit die
Kraftstoffverteilung im gesamten größeren Tankraum 7 ermöglicht
wird, ein Schwappen des Kraftstoffs im größeren
Tankraum 7, beispielsweise beim Anfahren oder Abbremsen
des Kraftfahrzeugs oder bei Kurvenfahrten, jedoch unterbunden wird.
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Der
Gehäusekörper 3 einerseits und die fluidisch
nicht durchlässigen Trennwände 9 und/oder
die fluidisch durchlässigen Trennwände 10 andererseits können
einstückig oder auch getrennt ausgebildet sein. Es kann
sich dabei um Kunststoff, aber auch um andere Materialien, beispielsweise
Metall handeln.
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Die
in 3 dargestellte Ansicht der Unterseite des Mehrkammertanks 1 zeigt
die Aufteilung des Gehäusekörpers 3 in
einen ersten Abschnitt 11 und einen zweiten Abschnitt 12.
Der erste Abschnitt 11, der in eine Reserveradmulde eines
Kraftfahrzeugs eingebracht werden soll, weist zumindest annährend
eine an die geometrische Form einer Reserveradmulde angepasste Form
auf. Im Querschnitt weist die Außenform des ersten Abschnitts 11 einen Kreisbogen
auf, der an seiner offenen Seite durch eine Kreissehne vervollständigt
wird. Der zweite Abschnitt 12 weist eine flache, flächig
bzw. eben wirkende Form auf. Eine dem ersten Abschnitt 11 zugewandte
Unterseite 16 und eine dieser Unterseite 16 gegenüberliegende,
dem ersten Abschnitt 11 abgewandte Oberseite 17 (in 3 nicht
dargestellt, siehe 1) des zweiten Abschnitts 12 sind
zumindest im Wesentlichen eben bzw. flach und zueinander parallel
verlaufend ausgebildet. Die Unterseite 16 liegt damit flach
auf dem Kofferraumboden eines Kraftfahrzeugs auf, die flache Oberseite 17 ermöglicht
eine problemlose Nutzung des verbleibenden Kofferraumvolumens für
die Beladung mit zu transportierenden Objekten.
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In 3 ist
weiter zu erkennen, dass im Zentralpunkt des ersten Abschnitts 11 eine
zylinderförmige, durch den Tank 1 hindurchgehende
und vom Gehäuse umgebene Durchführung 13 im
Gehäusekörper 3 ausgebildet ist. Diese
dient zur Aufnahme eines üblicherweise in einer Reserveradmulde
vorgesehenen Befestigungselements (nicht dargestellt) für
ein Reserverad, z. B. einer Gewindestange. Diese Gewindestange kann
genutzt werden, um den Mehrkammertank 1 in seiner vorgesehenen
Position zu fixieren und zu befestigen. Die durch den Tank 1 hindurchgehende
Durchführung 13 ist auch in 1 zu erkennen,
im Gehäusedeckel 2 ist an entsprechender Stelle
eine Ausnehmung vorgesehen.
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Insgesamt
zeigt die Form des in den Figuren dargestellte Mehrkammertanks 1,
dass dieser als Radmuldentank ausgebildet ist.
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Die
in 4 dargestellte Ansicht des Mehrkammertanks 1 in
einer Draufsicht bei abgenommenem Gehäusedeckel zeigt den
Verlauf der bereits vorstehend angesprochenen Kraftstoffleitung 14 mit den
Anschlüssen 5. Die Kraftstoffleitung 14 verläuft geschlossen
durch den Mehrkammertank 1, und zwar durch den größeren
Tankraum 7. Die Leitung 14 dient als Wärmetauscher,
d. h. beim Hindurchleiten von warmer Kraftstoff, beispielsweise
aus dem Rücklauf von der Einspritzpumpe eines Dieselmotors,
wird dessen Wärme an den im größeren
Tankraum 7 gespeicherten Kraftstoff, beispielsweise ein
regenerativer Kraftstoff wie Pflanzenöl, abgegeben. Damit
steht ein bereits vorerwärmter regenerativer Kraftstoff
für die weitere Verwendung zur Verfügung. Die
Kraftstoffleitung 14 weist mehrere Windungen auf, durch welche
der Wärmeaustausch optimiert wird.
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Der
größere Tankraum 7 weist den bereits angesprochenen
Befüllstutzen 4 sowie die zum Anschluss an eine
Kraftstoffzuführungseinrichtung eines Dieselmotors bestimmten
Be- und Entfüllanschlüsse 15 auf. Der
kleinere Tankraum 8 weist ebenfalls einen Befüllstutzen 6 sowie
die zum Anschluss an die Kraftstoffzuführungseinrichtung
bestimmten Be- und Entfüllanschlüsse 18 auf.
Somit lassen sich die beiden fluidisch getrennten Tankräume 7, 8 getrennt
befüllen. Die jeweils gespeicherten Kraftstoffe können
gezielt und getrennt voneinander über die Kraftstoffzuführungseinrichtung
dem Motor zugeführt werden.
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Der
erfindungsgemäße Mehrkammertank ist somit für
die eingangs angesprochene Dreitanklösung geeignet. Bei
Nachrüstung eines Kraftfahrzeugs mit dem erfindungsgemäßen
Tank stehen zusammen mit dem ohnehin vorhandenen Tank des Kraftfahrzeugs
insgesamt drei Tankräume zur Verfügung. Beispielsweise
kann der Fahrzeugtank weiterhin für Dieselkraftstoff verwendet
werden, der größere Tankraum des Mehrkammertanks
(konkret: Zweikammertanks) für einen regenerativen Kraftstoff,
beispielsweise Pflanzenöl oder Pflanzenfett, und der kleinere
Trankraum des Mehrkammertanks (konkret: Zweikammertanks) für
die Aufnahme eines Gemisches aus Dieselkraftstoff und Pflanzenöl
aus dem Rücklauf von der Einspritzpumpe des Dieselmotors. Bei
Anschluss an eine entsprechende Kraftstoffzuführungseinrichtung,
wie sie beispielsweise in
DE 20 2006 014 975 U1 beschrieben ist, können
dann immer die gewünschten Kraftstoffarten aus den jeweiligen
Tankräumen an die Einspritzpumpe des Dieselmotors geleitet
werden.
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- 1
- Mehrkammertank
- 2
- Gehäusedeckel
- 3
- Gehäusekörper
- 4
- Befüllstutzen
- 5
- Anschluss
für eine Kraftstoffleitung
- 6
- Befüllstutzen
- 7
- größerer
Tankraum
- 8
- kleinerer
Tankraum
- 9
- fluidisch
nicht durchlässige Trennwand
- 10
- fluidisch
durchlässige Trennwände
- 11
- Erster
Abschnitt des Gehäusekörpers
- 12
- Zweiter
Abschnitt des Gehäusekörpers
- 13
- zylinderförmige
Durchführung
- 14
- Kraftstoffleitung
- 15
- Be-
und Entfüllanschlüsse des größeren Tankraums 7
- 16
- Unterseite
des zweiten Abschnitts 12
- 17
- Oberseite
des zweiten Abschnitts 12
- 18
- Be-
und Entfüllanschlüsse des kleineren Tankraums 8
- 19
- Befüllöffnung
des größeren Tankraums 7
- 20
- Befüllöffnung
des kleineren Tankraums 8
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 19823335
A1 [0004]
- - DE 202006014975 U1 [0005, 0040]